謝菁蓮 張瑞軍 盛陽

摘 要：為了學(xué)生更好地學(xué)習(xí)軟件，學(xué)校的資源得到高效的利用。文章以學(xué)習(xí)、答疑、練習(xí)和學(xué)習(xí)工具四大模塊為主要的設(shè)計平臺，加強老師和學(xué)生互動學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。文章研究了以自主學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的實驗教學(xué)交互式平臺設(shè)計，以自主學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的軟件類實驗教學(xué)交互平臺建設(shè)的目的在于高效組織教學(xué)過程、完成教學(xué)目標(biāo)、實現(xiàn)學(xué)習(xí)資源、摸清學(xué)生特點。

關(guān)鍵詞：自主學(xué)習(xí)；實驗教學(xué)；交互式平臺

傳統(tǒng)的軟件實驗教學(xué)和一般課堂教學(xué)形式一樣，只是多了一些互動。課堂教學(xué)問題都是口頭回答，而軟件實驗教學(xué)，老師教學(xué)生做，而學(xué)生的個體差異大，不能全部趕上進度，可能有20%的同學(xué)跟不上，而軟件實驗學(xué)習(xí)是環(huán)環(huán)相扣的，若有一個沒有聽懂學(xué)好，后面的就都會出現(xiàn)問題。而第一次實驗做不出來就會打擊學(xué)生的自信心，導(dǎo)致后面多次實驗都做不出來。要把老師為主導(dǎo)的課堂變?yōu)閷W(xué)生的自主學(xué)習(xí)平臺。授之于魚不如授之于漁，提倡交互式學(xué)習(xí)[1]。

1 研究現(xiàn)狀

伴隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)、移動辦公技術(shù)、云計算技術(shù)等信息技術(shù)的發(fā)展進步，智能手機、智能學(xué)習(xí)設(shè)備等設(shè)備的廣泛普及，轉(zhuǎn)變了人們對傳統(tǒng)教學(xué)理念與教學(xué)方式的認(rèn)識，更加強調(diào)學(xué)生需要擁有自主學(xué)習(xí)能力。國家教育部發(fā)布的教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃中明確指出，要將虛擬仿真技術(shù)融入實驗當(dāng)中。規(guī)劃中明確指出，要全面推動虛擬仿真實驗教學(xué)資源的建設(shè)，建設(shè)優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)課程、實驗課程。通過以自主學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的實驗教學(xué)交互式平臺設(shè)計可以使得學(xué)生擁有更多的機會與平臺參與高質(zhì)量的實驗，同時也進一步滿足了信息發(fā)展對實驗教學(xué)交互式平臺設(shè)計的要求，以便使更多的學(xué)生可以隨時通過優(yōu)質(zhì)的實驗教學(xué)資源來進行學(xué)習(xí)，從而提升自身的實踐能力與創(chuàng)新精神。因此，以自主學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的實驗教學(xué)交互式平臺設(shè)計十分關(guān)鍵。就目前來看，當(dāng)前軟件教學(xué)存在以下幾個方面的問題[2-3]。

1.1軟件教學(xué)枯燥，學(xué)生積極性不高

上面老師講步驟，下面同學(xué)按步驟一步一步做，不會的老師馬上解答，學(xué)生不會主動去學(xué)習(xí)。軟件版本更新快，學(xué)過的可能時刻在變化。學(xué)生只記住以前的步驟，不會去改變方法。

1.2實驗指導(dǎo)書不完善

有些細節(jié)上的操作不可能都講到，有些常識大家都知道的，不了解的話就會停在這一塊。

1.3學(xué)習(xí)軟件的視頻問題多

視頻環(huán)境和本人軟件環(huán)境不一樣?，F(xiàn)在軟件都需要服務(wù)器和大量第三方軟件支持，很容易在配置上出問題。

1.4可重復(fù)性差

例如一共有5個環(huán)節(jié)，第二個環(huán)節(jié)想重復(fù)去做，實際軟件操作是不可能的，整體認(rèn)識或某個環(huán)節(jié)認(rèn)識不能并重。

2發(fā)展趨勢

通過查閱大量的文獻，筆者發(fā)現(xiàn)對軟件類實驗教學(xué)的研究主要集中在以下方面。從發(fā)表的論文來看國內(nèi)的軟件教學(xué)系統(tǒng)研究，有北京大學(xué)計算機輔助教學(xué)（ComputerAided Instruction，CAI）研究室開發(fā)的用于高等數(shù)學(xué)教學(xué)的AMITS，信陽師范學(xué)院計算機系開發(fā)的用于Pascal教學(xué)的GenPTS系統(tǒng)、鄭州解放軍電子技術(shù)學(xué)院開發(fā)的診斷外設(shè)故障的ICAIPs系統(tǒng)等[4]。

3 交互式平臺的設(shè)計

3.1研究對象及總體框架

整體上幫助教師按照教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)來自動分配學(xué)習(xí)資源、設(shè)定合理的教學(xué)目標(biāo)、開展學(xué)生學(xué)習(xí)評價，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進行監(jiān)督控制，進而判斷學(xué)生目前的學(xué)習(xí)狀態(tài)，運用交互式平臺中的個性化推薦模塊來展現(xiàn)滿足學(xué)生學(xué)習(xí)特點的知識點。交互式平臺不僅僅可以在教師學(xué)習(xí)活動中起到導(dǎo)學(xué)作用，同時還可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求差異，運用多元化的教學(xué)方法來進行針對性的教學(xué)，進而展現(xiàn)個性化的學(xué)習(xí)特征。

3.2主要內(nèi)容、重點難點和研究方法

3.2.1把軟件學(xué)習(xí)分解成很多子任務(wù)

自任務(wù)交互式平臺設(shè)計中的子任務(wù)結(jié)構(gòu)是完成任務(wù)的具體策略與方式，是針對不同知識類型以及在實施子任務(wù)過程中，學(xué)生的知識狀態(tài)、學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)技能水平而采用的一種或多種教學(xué)方式。子任務(wù)結(jié)構(gòu)中的評價也是部分評價，是對部分任務(wù)完成情況的部分評價，同時還包括任務(wù)的實際完成情況、學(xué)生掌握情況、教學(xué)方式選擇是否恰當(dāng)進行的評價，同時也為評價教學(xué)效果提供準(zhǔn)確的依據(jù)。在自任務(wù)交互式平臺中完成任務(wù)的過程就是實現(xiàn)目標(biāo)的過程，在教學(xué)過程中教學(xué)任務(wù)與目標(biāo)之間有著緊密的聯(lián)系。為了使本次研究的問題更加明確，所以教學(xué)目標(biāo)即為教學(xué)整體目標(biāo)，在教學(xué)整體目標(biāo)的指導(dǎo)下開展教學(xué)，教學(xué)任務(wù)即為完成教學(xué)任務(wù)的真值指派。

3.2.2打造知識庫

知識庫是開展具體教學(xué)的資源庫，知識庫涵蓋了所有學(xué)科領(lǐng)域的詳細知識點。知識庫上層的學(xué)科概念為領(lǐng)域本體，教師在交互式平臺界面。當(dāng)教師確定了教學(xué)過程中所需要的教學(xué)主題后，系統(tǒng)則會自動獲取教學(xué)主題相應(yīng)的領(lǐng)域本體，即為教學(xué)內(nèi)容。教師則可以根據(jù)教學(xué)概念、教學(xué)主題、教學(xué)內(nèi)容，提交上傳至系統(tǒng)，由系統(tǒng)自動形成教學(xué)計劃。教師也可以運用交互平臺中默認(rèn)運用的教學(xué)策略來自動生成教學(xué)計劃。當(dāng)某一位學(xué)生需要開展學(xué)習(xí)，交互式平臺則會調(diào)取學(xué)生模型以及關(guān)于領(lǐng)域本體的教學(xué)計劃，再通過系統(tǒng)編譯成為具有個性化的教學(xué)過程，進而展現(xiàn)給學(xué)生，供學(xué)生學(xué)習(xí)使用。

3.2.3建立交互體系

交互體系是學(xué)生通過交互式平臺與教材、教師、教學(xué)知識點進行交流，實現(xiàn)教學(xué)與學(xué)習(xí)雙向活動的界面。交互式平臺中的交互模型涵蓋了學(xué)生交互與教師交互界面。在該界面中學(xué)生可以對比自己所尋找的解決問題的方式與專家采取的解決問題方式之間的差異，并且從中總結(jié)出在解決問題過程中的缺陷與錯誤。教師也可以對比學(xué)生的解答方式與專家解答方式，以便全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，進而有針對性地調(diào)整教學(xué)策略，選擇能夠滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求的教學(xué)方式。同時，在教學(xué)過程中教師還可以列出專家解題方式，以輔助教學(xué)。

3.2.4建立考核體系

在教學(xué)過程中教學(xué)評價是不可忽視的重要環(huán)節(jié)。而教學(xué)評價則與教學(xué)習(xí)題之間有著密切的聯(lián)系。以自主學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的實驗教學(xué)交互式平臺中的習(xí)題模塊中包含了基于領(lǐng)域本體的出題規(guī)則，出題規(guī)則按照概念的屬性與內(nèi)在聯(lián)系來設(shè)計習(xí)題。系統(tǒng)針對某一位學(xué)生的學(xué)生模型進行測試時則可以獲取領(lǐng)域本體的相應(yīng)知識點，進而獲得學(xué)生掌握該學(xué)科的程度情況，并且得知學(xué)生在學(xué)習(xí)學(xué)科知識過程中對各種概念的認(rèn)知以及解題能力[5-6]。

4結(jié)語

4.1適應(yīng)開放式學(xué)習(xí)環(huán)境

智能教學(xué)系統(tǒng)不僅僅是一個系統(tǒng)工具，還應(yīng)該是一個環(huán)境創(chuàng)建工具，是一個學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。利用智能導(dǎo)師系統(tǒng)為學(xué)習(xí)者開發(fā)自適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境，在這種環(huán)境中允許學(xué)習(xí)者進行自由探索。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的需要，組織制定學(xué)習(xí)目標(biāo)和計劃，自主選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和策略。智能導(dǎo)師系統(tǒng)通過與學(xué)習(xí)者交互，對學(xué)習(xí)活動進行監(jiān)控和評估，以此獲得學(xué)習(xí)者的相關(guān)信息，隱性調(diào)整學(xué)習(xí)過程中優(yōu)先呈現(xiàn)的資源和工具，幫助學(xué)習(xí)者獲得最優(yōu)化的發(fā)展策略。

4.2情感感知與服務(wù)

智能教學(xué)系統(tǒng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的輔助工具，更加應(yīng)該是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的情感支撐。該系統(tǒng)能夠猶如教師一般了解學(xué)生的情感、摸透學(xué)生的情緒來獲取學(xué)生對知識點的掌握情況。通過掃描學(xué)生的面部表情、對學(xué)生的眼球進行追蹤來分析學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的興趣與學(xué)習(xí)情況，進而選擇合適的情緒引導(dǎo)方式對學(xué)生開展積極的干預(yù)，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4.3協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境

智能教學(xué)系統(tǒng)不僅僅是一個幫助個體學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)環(huán)境，還應(yīng)該是一個培養(yǎng)協(xié)作學(xué)習(xí)能力的開放學(xué)習(xí)場所。協(xié)作是當(dāng)前知識社會中必須具備的一項能力?！敖處熀蛯W(xué)生以及學(xué)生和學(xué)生之間缺乏交流會導(dǎo)致一系列的問題：學(xué)習(xí)者對問題認(rèn)識的廣度和深度受到自身條件和認(rèn)識水平的局限，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中會產(chǎn)生孤獨感等”。因此，智能教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)關(guān)注協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)建。

4.4知識搜索引擎

智能教學(xué)體系不僅僅可以輔助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中以高效率進行學(xué)習(xí)，更是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中解決問題的得力助手。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難免會遇到不同類型、不同難度的問題，通過互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎搜索可以獲得多種搜索結(jié)果。雖然搜索結(jié)果已經(jīng)根據(jù)搜索問題進行智能排序，但是搜索得出的答案依然需要學(xué)生一一歸納總結(jié)。

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